CC BY
27
© Н.И. Бабичев, С.А. Клочко,
А.С. Кудрявцев, И.М. Ялтанец, 2002
УДК 622.362:532.002.5
Н.И. Бабичев, С.А. Клочко, А.С. Кудрявцев,
И.М. Ялтанец
РАЗРАБОТКА ОБВОДНЕННЫХ ЗАЛЕЖЕЙ ПЕСЧАНО-ГРАВИЙНЫХ СМЕСЕЙ ГИДРОДОБЫЧНЫМ СНАРЯДОМ 340/219
1гес1итории Московской области Значительные площади сельскохозяйственных, лесных и других угодий отчуждены под карьеры для добычи песчано-гравийных смесей. При этом отработка ведется, как правило, сухоройной техникой только до уреза подземных вод и после этого на отработанных площадях осуществляется подобие рекультивации. На отдельных карьерах осуществляется отработка подводных запасов землесосным снарядом, которая из-за ограниченной по техническим возможностям грунтовых насосов высоты всасывания (8-10 м) не обеспечивает полной отработки всех запасов (до 100 м). Даже в случае использования погружных насосов или эжектирующих устройств на всасе, глубина отработки не превышает 25-30 м. Однако, из-за сложности оборудования стоимость таких снарядов очень высока и они используются для дноуглубительных работ в фарватерах крупных рек. Значительным недостатком землесосных насосов также являются большие затраты времени (до 60-70 % общего времени) на ремонт и профилактическое обслуживание, связанное с износом и необходимостью замены рабочих колес, бронедиска и других быстро изнашиваемых деталей.
Основываясь на многолетнем опыте создания новой техники для разработки глубокозалегающих (500-800 м) богатых железных руд КМА, архангельских алмазоносных кимберлитов (глубина 300-500 м) для рассматриваемых условий сотрудниками НПЦ «Геотехнология» были рекомендованы мощные гидроэлеваторы (тип 529/340 и тип
340/219), позволяющие поднимать с глубины до 100 м валунногалечный материал с размерами в поперечнике до 250 мм (для типа 529/340) и до 150 мм (для типа 340/219).
Разработанный НПЦ «Геотехнология» снаряд гидродобычной СГД-340/219, монтируемый на плавбазе земснаряда 600/128, использует энергию высоконапорных струй для гидроразрушения в массиве, гидроподъема и гидротрас-порта добытого материала (ПГС, кварцевый песок).
Новые технические средства характеризуются простотой добычного оборудования, отсутствием вращающихся и двигающих-ся частей и в связи с этим резким сокращением времени простоев на ремонт и профилакти-ческое обслуживание. Также отпадает необходимость в постоянном использовании вспомога-тельных плавучих средств - плавучих подъемных кранов большой грузоподъемности и т. п.
Единственной быстроизнаши-вающейся деталью при гидроэлеваторном способе подъема является вкладыш камеры смешения, который имеет относительно небольшие размеры и легко заменяется без разборки снаряда в течение короткого времени.
Установка СгД-340/219 за счет замены землесоса с массой 4-6 т на гидроэлеватор с массой 1 т и отсутствия рамы рыхлителя и свайных опор значительно менее металлоемка, практически без ограничения глубины разработки (50-70 м) по производительности до 150-200 м3/ч по твердому, при энергетике 715 кВт, позволяет отрабатывать месторождения прак-
тически полностью на полную глубину залегания.
Использование гидромониторной подрезки и обрушение больших массивов горных пород при гидроподъеме гидроэлеватором, который может всасывать практически обезвоженный материал, позволяет получить очень высокую производительность. Важной особенностью этой технологии является то, что после отработки остается водоем, и отработанная территория нуждается в минимальной рекультивации.
Разрабатываемые горные породы в процессе гидродобычи практически полностью дезинтегрируют и легко разделяются на необходимые для производства строительных или других видов работ фракции с использованием простых гравитационных способов обогащения.
При отработке песчаногравийных смесей, залегающих ниже уровня грунтовых вод, и имеющих в связи с этим положительные температуры, достаточно легко организуется практи-чески всесезонная эксплуатация добычного комплекса.
Опыт эксплуатации снаряда гидромеханической добычи ПСГД-340/219 в зимний период 2001/2002 гг. показал, что при минимуме остановок на срок не более 1 ч, добычной комплекс устойчиво работает при температуре до -15 °С. При более низких температурах, продолжи-
тельность которых в центральных областях России не превышает 45 суток (с 15 декабря по 1 февраля), комплекс проходит консервацию: из оборудования и труб сливается вода и пульпа, и выполняются регламентные ремонтные работы.
При повышении температуры до -5 °С новый запуск не вызывает больших трудностей. Прогреваются нижние части корпусов насосов, образовавшийся в майне лед (в январе 2002 г. при морозе -33 °С толщина ледяного покрова достигала 50 см) легко разрушается потоком пульпы, направляемым вдоль борта.
Важным преимуществом новой технологии при разработке месторождений кварцевого песка является то, что из-за больших
скоростей в смесительной камере при соударении песчинок друг с другом, происходит очищение от поверхностных пленок окислов железа, что позволяет получить песок с заданными свойствами для производства бутылочного, оконного стекла а также сырья для производства хрусталя. Поэтому кварцевый песок, при разведке отнесенный к категории формовочных, может после его отработки гидродобычными снарядами исполь-зоваться для других целей с соответствующим повышением качества и стоимости, что позволит снять дефицит указанных сортов кварцевого песка.
Таким образом, новая установка ПСГД 340/219 имеет следующие преимущества по срав-нению с изготавливаемыми и эксплуатируемыми землесосными и сухоройной техникой:
1) возможность разработки месторождений ПГС, в том числе подводной его части, на полную мощность с минимальным отчуждением земель при минимуме потерь;
2) значительное расширение сырьевой базы за счет вовлечения в эксплуатацию оставляемых в настоящее время запасов (подводных);
3) значительное улучшение технико-экономических показателей разработки за счет полной дезинтеграции и разделения материалов по крупности в потоке за один цикл (ликвидирует промежуточный автотранспорт до обогатительных устройств);
4) улучшается качество продукции за счет отмыва илистоглиняных фракций;
5) улучшается экологическая обстановка в местах разработки: вместо «пересеченной местности»
образуются водоемы различного назначения, резко снижаются вредные выбросы в атмосферу, разливы ГСМ и т. п.
Необходимые разрешения и лицензии для проведения вышеуказанных работ имеются.
Данная установка не имеет конкурентов в мировой практике, превосходя по сравниваемым характеристикам минимум в 2 раза любой земснаряд отечественного или импортного производства.
Доработка оставленных в бывших и ныне действующих карьерах подводных запасов позволит на многие годы решить проблему снабжения промышленности сырьем без отчуждения новых территорий для этих целей и рекультивировать с образованием озер и других водоемов «лунный ландшафт», обра-зованный в результате использования обычной техники и технологии добычи.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ ---------------------------------------------------------------------------------------
Бабичев Николай Игоревич - профессор, доктор технических наук, ЗАО «НПЦ «Геотехнология».
Клочко Сергей Анатольевич - генеральный директор ЗАО «НПЦ «Геотехнология».
Кудрявцев Анатолий Серафимович - кандидат технических наук,, генеральный директор ОАО «РК-Строй». Ялтанец Иван Михайлович - профессор, доктор технических наук, Московский государственный горный университет.
